[发明专利]加密处理装置、加密处理方法和程序

说明书

技术领域

本公开涉及加密处理装置、加密处理方法和程序。更具体地，本公开涉及包括对称密钥加密术的加密处理装置、加密处理方法和程序。

背景技术

随着面向信息社会的发展，用于保证正处理的信息的安全的信息安全技术的重要性变得更高。信息安全技术的要素之一是加密技术，并且加密技术当前用在各种产品和系统中。

存在各种加密处理算法，并且基本技术之一是所谓的对称密钥块加密术。在对称密钥块加密术中，用于加密的密钥和用于解密的密钥是相同的。在加密操作和解密操作中，根据共同密钥来生成密钥，并且重复执行具有特定块数据单位（诸如64位、128位或256位）的数据转换操作。

广泛公知的对称密钥块加密算法包括作为美国的先前标准的DES（数据加密标准）和作为美国的当前标准的AES（高级加密标准）。当今仍正提出其它各种对称密钥块加密技术，并且由索尼公司在2007年提出的CLEFIA也是对称密钥块加密技术之一。

这样的对称密钥块加密算法主要由加密处理单元来构成，该加密处理单元具有：回合函数执行单元，重复地对输入数据进行转换；以及密钥安排单元，生成要在各个回合的回合函数单元中使用的回合密钥。密钥安排单元首先基于作为秘密密钥的主密钥（主要密钥）而生成具有增加位数的扩大密钥，然后基于所生成的扩大密钥而生成要在加密处理单元的各个回合函数单元中使用的回合密钥（副密钥）。

作为执行这样的算法的具体结构，存在重复地执行包括线性转换单元和非线性转换单元的回合函数的已知结构。典型的示例结构包括Feistel结构和一般化Feistel结构。Feistel结构和一般化Feistel结构均具有如下结构：其通过简单重复包括作为数据转换函数的F函数的回合函数而将明文转换为密文。在每个F函数中，执行线性转换和非线性转换。非专利文献1和非专利文献2是公开使用Feistel结构的加密处理的文献示例。

评估块加密的安全性时所使用的指示之一是扩散特性。该特性可以被视为将输入数据改变扩展（扩散）至输出数据的特性，并且在安全块加密中，期望输入数据的这种改变的影响尽可能块地被传送到输出数据。

可以预测，为了改进扩散特性，例如，回合函数重复次数的增加将是有效的。然而，没有公开用于以较小的回合函数重复次数来改进扩散特性的传统技术。

引用列表

非专利文献

非专利文献1：K.Nyberg,“Generalized Feistel networks”,ASIACRYPT 96,SpringerVerlag,1996,pp.91--104.

非专利文献2:Yuliang Zheng,Tsutomu Matsumoto,Hideki Imai:On the Construction of Block Ciphers Provably Secure and Not Relying on Any Unproved Hypotheses.CRYPTO 1989:461-480

发明内容

本发明要解决的问题

本公开是考虑到例如上述情形而做出的，并且其目的是提供具有改进扩散特性的、具有高安全性水平的加密处理装置、加密处理方法和程序。

问题的解决方案

本公开的第一方面在于一种加密处理装置，其包括：

加密处理单元，被配置成将要进行数据处理的数据的组成位划分成行并输入，并且对各行中的数据重复执行使用回合函数的数据转换操作，

其中，加密处理单元具有如下结构：该结构被设计成将通过以划分数d对作为输入数据的n位数据进行划分而形成的n/d位数据输入到各行，并且重复执行包括使用回合函数的数据转换操作的计算作为回合计算，以及

加密处理单元执行如下操作：在该操作中，将具有回合计算的输出数据的每行的n/d位数据再划分成d/2组数据，并且对再划分的数据进行重组以重构与先前阶段的回合计算的输出数据不同的d组n/d位数据，并且将重构的数据设置为下一阶段的回合计算的输入数据。

此外，在本公开的加密处理装置的实施例中，回合函数包括F函数和F函数的输出或输入与其它行的数据之间的异或运算，该F函数包括使用回合密钥的计算、非线性转换和线性转换。

此外，在本公开的加密处理装置的实施例中，加密处理单元通过执行满足以下分配条件（1）至（3）的操作而将先前阶段的回合计算的结果设置为下一阶段的回合计算的输入：

（1）F函数输入侧数据序列被不变地分配给下一回合函数的异或（XOR）侧数据序列，